1. Как можно вычислить объём металлического кусочка, на который в керосине действует архимедова сила, равная 1.2 Н?

2. Какую силу нужно приложить, чтобы поднять гранитную глыбу объёмом 2 м³ со дна озера на поверхность воды?

Физика 11 класс Архимедова сила и плавание тел Новый

1. Для вычисления объёма металлического кусочка, на который в керосине действует архимедова сила, равная 1.2 Н, необходимо воспользоваться законом Архимеда. Этот закон гласит, что на всякое тело, погруженное в жидкость, действует со стороны этой жидкости архимедова сила, равная весу вытесненной телом жидкости.

Сначала нужно определить плотность керосина. Обычно плотность керосина составляет примерно 810 кг/м³. Теперь, зная архимедову силу (F_A = 1.2 Н), можно использовать формулу:

F_A = V * ρ * g

где:

• F_A - архимедова сила (в данном случае 1.2 Н),
• V - объём вытесненной жидкости (в данном случае объём металлического кусочка),
• ρ - плотность керосина (примерно 810 кг/м³),
• g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²).

Теперь можем выразить объём V:

V = F_A / (ρ * g)

Подставим известные значения:

V = 1.2 Н / (810 кг/м³ * 9.81 м/с²)

После вычислений мы получим объём металлического кусочка.

2. Чтобы определить силу, необходимую для подъёма гранитной глыбы объёмом 2 м³ со дна озера на поверхность воды, нужно учитывать как вес самой глыбы, так и архимедову силу, действующую на неё в воде.

Сначала рассчитаем вес гранитной глыбы. Плотность гранита составляет примерно 2500 кг/м³. Тогда вес глыбы (W) можно вычислить по формуле:

W = V * ρ

где:

• W - вес глыбы,
• V - объём глыбы (2 м³),
• ρ - плотность гранита (примерно 2500 кг/м³).

В данном случае:

W = 2 м³ * 2500 кг/м³ = 5000 кг

Теперь, чтобы найти архимедову силу (F_A), действующую на глыбу в воде, используем ту же формулу, что и раньше, но с плотностью воды (примерно 1000 кг/м³):

F_A = V * ρ_water * g

Подставим значения:

F_A = 2 м³ * 1000 кг/м³ * 9.81 м/с² = 19620 Н

Теперь, чтобы определить силу, необходимую для подъёма глыбы (F), нужно учесть, что эта сила должна преодолеть как вес глыбы, так и архимедову силу:

F = W - F_A

Подставив значения:

F = 5000 Н - 19620 Н

Таким образом, сила, которую нужно приложить, чтобы поднять гранитную глыбу на поверхность воды, равна 19620 Н - 5000 Н = - 14620 Н. Это означает, что для подъёма глыбы нужно приложить силу, превышающую её вес на величину архимедовой силы.